hashCode

2024. 3. 7.

hyoguoo

Backend Engineer

equals를 재정의하려거든 hashCode도 재정의하라

아이템 10에서 equals를 재정의할 때 hashCode도 재정의해야 한다고 언급했다.
Object 명세에는 아래와 같이 정의되어 있다.

equals 비교에 사용되는 정보가 변경되지 않으면, hashCode 반환 값도 항상 같아야 함(일관성)
equals가 두 객체를 같다고 판단하면, 두 객체의 hashCode는 같은 값을 반환해야 함
equals가 두 객체를 다르다고 판단해도, 두 객체의 hashCode가 서로 다른 값을 반환할 필요는 없음(단, 다른 객체에 대해서는 다른 값을 반환해야 성능이 좋아짐)

재정의를 올바르게 하지 않으면 HashMap / HashSet 같은 Hash 기반 컬렉션에서 제대로 동작하지 않게 된다.

hashCode 재정의 방법

좋은 hashCode를 작성하는 방법은 아래와 같다.
우선 주의해야할 부분은 equals에서 사용하는 필드들과 동일한 필드들을 사용해야 한다는 것이다.

int 변수 result를 선언한 후 값 c로 초기화
해당 객체의 각 핵심 필드에 대해 아래와 같이 수행하여 해시코드 c를 계산
- 기본 타입: Type.hashCode(f) 수행
- 참조 타입: 재귀적으로 hashCode를 호출하며, 아래와 같은 규칙으로 계산
  - null: 0
  - 배열: Arrays.hashCode를 사용
  - 핵심 필드: 핵심 필드의 hashCode를 사용
  - 필드가 핵심이 아니면, 해당 필드의 hashCode를 계산하지 않음
계산된 해시코드 c를 result에 더함(result = 31 * result + c)

Objects 클래스에는 임의의 개수만큼 객체를 받아 해시코드를 계산해주는 정적 메서드인 hash가 있다.
위의 요구사항을 충족하여 잘 구현되어 있으므로, 이 메서드를 사용하는 것이 가장 좋지만 속도가 느리기 때문에 성능이 중요한 상황에서는 직접 구현하는 것이 좋다.

곱셈에 31을 사용하는 이유

홀수이면서 소수이기 때문인데, 사실 소수를 쓰는 이유는 명확하진 않고 전통적으로 사용하는 값이라고 한다.
하지만 짝수를 사용하면서 오버플로우가 발생하면 정보를 잃을 수 있기 때문에 짝수 값을 사용하는 것은 좋지 않다.

캐싱

위에서도 언급했듯이 해시코드를 계산하는 과정은 비용이 많이 들 수 있는 작업이기 때문에 필드에 값을 캐싱하는 방법이 있다.
하지만 이 방법은 필드가 변경되면 해시코드를 다시 계산해야 하므로, 불변 필드에만 사용하는 것이 좋다.

class Test {
    private int hashCode;

    // 호출할 때 캐싱되는 지연 초기화(lazy initialization) 기법 사용
    @Override
    public int hashCode() {
        int result = hashCode;
        if (result == 0) {
            result = 31 * result + ...;
            hashCode = result;
        }
        return result;
    }
}

Java